JP2021059440A

JP2021059440A - シート製造装置の調整方法

Info

Publication number: JP2021059440A
Application number: JP2019185404A
Authority: JP
Inventors: 敦士田中; Atsushi Tanaka
Original assignee: Hirano Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hirano Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-15

Abstract

【課題】バックアップロールが、シートをフィードロールの幅方向に沿って均一な圧力で押圧できるように簡単に調整できるシート製造装置の調整方法を提供する。【解決手段】フィードロール１６と、バックアップロール１８と、バックアップロール１８を上から押圧する複数の押圧ロール４２と、複数の押圧ロール４２をバックアップロール１８にそれぞれ押圧する複数の押圧シリンダ３６とを有し、フィードロール１６とバックアップロール１８との間に、圧力測定フィルムＷを挟んで走行させ、圧力測定フィルムＷの発色が、その幅方向に沿って同じ色になるように、複数の押圧シリンダ３６の押圧力をそれぞれ調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、シート製造装置の調整方法に関するものである。

従来、プリプレグシートを製造するシート製造装置が提案されている（特許文献１参照）。このシート製造装置においては、水平に配されたフィードロールと、このフィードロールの上に水平に配されたバックアップロールを有し、フィードロールの上とバックアップロールとの間にプリプレグシートを挟んで押圧している。このとき、バックアップロールが、プリプレグシートをフィードロールに対し幅方向に均一に押圧するために、バックアップロールの上には複数の押圧ロールが配され、この複数の押圧ロールがバックアップロールを押圧している。

特開昭６３−１３９７０７号公報

しかし、上記のシート製造装置において、バックアップロールがプリプレグシートをフィードロールの幅方向に沿って均一な圧力で押圧するように、複数の押圧ロールの押圧力を調整することは難しいという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、バックアップロールが、シートをフィードロールの幅方向に沿って均一な圧力で押圧できるように簡単に調整できるシート製造装置の調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、水平に配され、所定の速度で回転するフィードロールと、前記フィードロールの上に水平に配されたバックアップロールと、前記バックアップロールの上に配され、前記バックアップロールを下方に押圧する複数の押圧ロールと、複数の前記押圧ロールを前記バックアップロールにそれぞれ押圧する複数の押圧手段と、を有したシート製造装置において、前記フィードロールと前記バックアップロールとの間に、圧力を加えると発色する圧力測定フィルムを挟んで走行させ、前記圧力測定フィルムの発色が、前記圧力測定フィルムの幅方向に沿って同じ色になるように、複数の前記押圧手段の押圧力をそれぞれ調整する、シート製造装置の調整方法である。

本発明によれば、圧力測定フィルムの発色が、その幅方向に沿って同じ色になるように、押圧手段の押圧力を調整すれば、バックアップロールがフィードロールに対し幅方向に同じ圧力で押圧する。

本発明の一実施形態を示すシート製造装置の正面図である。シート製造装置の一方のフレームを取り除いた状態の側面図であって、圧力測定フィルムを走行させている状態である。シート製造装置の一方のフレームを取り除いた状態の側面図であって、バックアップロールと押圧ロールを退避させている状態である。

以下、本発明の一実施形態のシート製造装置１０について図１〜図３を参照して説明する。本実施形態のシート製造装置１０において製造されるシートは、プリプレグシートＷである。「プリプレグシート」とは、炭素繊維束などの原糸を多数本引き揃えてシート状とした繊維シートに、一定温度以上で液状となる未硬化の熱硬化性樹脂が塗工されたシートを貼り合わせ、連続した加熱押圧により繊維束中に熱硬化性樹脂を含浸させ、繊維と樹脂とを一体化させた長尺状のシートである。

（１）シート製造装置１０の構造
まず、シート製造装置１０の構造について、図１〜図３を参照して説明する。

水平な床に設置された基台１２には、左右一対のフレーム１４が立設されている。

左右一対のフレーム１４，１４の間には、フィードロール１６が回転自在に水平に支持されている。フィードロールは、金属製のロールであり、所定温度まで加熱オイル、電気ヒータなどによって加熱できる。一方のフレーム１４には、フィードロール１６を回転させる主モータ３２が設けられている。この主モータ３２は、プリプレグシートＷの走行速度に合わせてフィードロール１６を回転させる。

フィードロール１６の上方には、バックアップロール１８が水平に配されている。バックアップロール１８は、金属ロールの周囲にゴムを巻き付けたゴムロールであり、バックアップロール１８の直径は、フィードロール１６の直径よりも小さく形成されている。このバックアップロール１８は、左右両端部から突出した回転軸２０が、左右一対の腕部２２，２２で回転自在に支持されている。腕部２２は、その先端部にバックアップロール１８を回転自在に支持し、基部には支持軸２４がフレーム１４に対し回転自在に取り付けられている。また、それぞれの腕部２２の上方には、左右一対の腕シリンダ２６が配されている。腕シリンダ２６の基部はフレーム１４に回転自在に取り付けられ、腕シリンダ２６から突出している伸縮自在な腕ロッド２８の先端は、腕部２２の中央部に取り付けられている。これにより、腕シリンダ２６が腕ロッド２８を伸縮させると、腕部２２が支持軸２４を中心に回転し、バックアップロール１８をフィードロール１６の真上に接した状態と、退避した状態に移動させることができる。

フィードロール１６の上方には、水平に配された支持体３０が設けられ、左右一対のフレーム１４，１４に対し回転自在に取り付けられている。この支持体３０は、左右一対のフレーム１４，１４の横梁の役割も果たしている。支持体３０には、等間隔毎に５個の押圧シリンダ３６が設けられ、それぞれの押圧シリンダ３６の押圧ロッド３８の下端には、ロール受け体４０が設けられている。このロール受け体４０には、回転自在に押圧ロール４２が水平に取り付けられている。押圧ロール４２の軸方向は、フィードロール１６、バックアップロール１８の軸方向と平行である。ロール受け体４０が押圧ロッド３８の移動と共にスムーズに移動できるようにするために、押圧ロッド３８の両側には、支持レール４４，４４が設けられている。

また、一方のフレーム１４には、支持体３０を回転させる支持体モータ３４が設けられている。この支持体モータ３４は、支持体３０を９０°回転させ、押圧ロール４２がバックアップロール１８を押圧している状態と、退避させている状態に回転させる。

（２）シート製造装置１０の動作状態
次に、シート製造装置１０が、プリプレグシートＷを製造する場合について図２、図３を参照して説明する。

まず、金属製のフィードロール１６を所定の温度まで加熱する。

次に、図３に示すように左右一対の腕シリンダ２６，２６によって左右一対の腕部２２，２２を下方に回転させ、図２に示すようにフィードロール１６の上にバックアップロール１８を配する。このとき、フィードロール１６とバックアップロール１８との間に加熱押圧前のプリプレグシートＷを挟んでおく。

次に、図２と図３に示すように、支持体３０を回転させ、複数の押圧ロール４２を、バックアップロール１８の上方に配する。

次に、図２に示すように、それぞれの押圧シリンダ３６を用いて、それぞれの押圧ロール４２で、予め定めた基準押圧力によってバックアップロール１８を押圧する。この「基準押圧力」については、後から説明する。

次に、図２に示すように、加熱押圧前のプリプレグシートＷを一定の走行速度で走行させ、フィードロール１６をそれに合わせて主モータ３２で回転させる。すると、バックアップロール１８とフィードロール１６との間で加熱押圧され、一定の厚みのプリプレグシートＷが製造できる。

次に、プリプレグシートＷの製造が終了すると、図３に示すように、押圧シリンダ３６で押圧ロール４２を上方に退避させ、その後に支持体３０を回転させて、押圧ロール４２をバックアップロール１８の位置から退避させる。

次に、バックアップロール１８も、図３に示すように、左右一対の腕部２２を腕シリンダ２６，２６で回転させ、フィードロール１６から退避させる。

（３）複数の押圧ロール４２の押圧力の調整方法
次に、シート製造装置１０における複数の押圧ロール４２の押圧力の調整方法について図１〜図３を参照して説明する。

上記のようにプリプレグシートＷを製造する場合に、バックアップロール１８が、フィードロール１６に対し幅方向に沿って均一な圧力で押圧する必要がある。そうでなければ、プリプレグシートＷの厚みが一定にならない。

しかし、バックアップロール１８がフィードロール１６を押圧した場合に、プリプレグシートＷが挟まれているため、バックアップロール１８の中央部が上方へ撓むペンディングが発生する。そのため、プリプレグシートＷを製造する前に、複数の押圧ロール４２の押圧力を押圧シリンダ３６でそれぞれ調整し、常にバックアップロール１８がフィードロール１６の幅方向に沿って均一な圧力で押圧してペンディングが発生しないようにする初期の調整をする必要がある。その初期の調整方法について説明する。

本実施形態では、この調整方法において、プリプレグシートＷの代わりに、圧力測定フィルムＷを用いる。「圧力測定フィルム」とは、押圧するとその押圧力に比例して赤く発色するフィルムのことである。そのため、人間が押圧された圧力測定フィルムを見ると、どの部分で押圧力が強いかを一目で確認できる。圧力測定フィルムとしては、例えば、富士フィルム会社製のプレスケール（登録商標）である。圧力測定フィルムＷの幅は、バックアップロール１８の幅とほぼ同じ大きさのものを使用する。また、圧力測定フィルムＷの長さは、可能であればバックアップロール１８の１周分とする。図１において、圧力測定フィルムＷに記載されたハッチング状態は、ハッチング線が多いほど赤色の発色状態が濃く、ハッチング線が少ないほど赤色の発色状態が少なくピンク色に近いことを表すものとする。

まず、圧力測定フィルムＷをフィードロール１６とバックアップロール１８の間に挟んで通過させ、圧力測定フィルムＷの幅方向の発色状態を作業員が目視で確認する。

次に、作業員は、圧力測定フィルムＷの幅方向の赤色の発色状態が同じ色になるように、複数の押圧シリンダ３６で押圧する押圧ロール４２の押圧力を調整する。例えば、図１に示すように、ピンク色の位置における中央の押圧ロール４２の押圧力を強くし、逆に最も赤い色の位置の左右両側の押圧ロール４２の押圧力を弱くする。

次に、再び圧力測定フィルムＷをフィードロール１６とバックアップロール１８の間に通過させる。これで圧力測定フィルムＷの幅方向に沿って同じような赤い発色であれば、幅方向に沿って同じ押圧力が実現できたとし、この状態を各押圧シリンダ３６の「基準押圧力」として設定し、プリプレグシートＷの製造を上記のように開始する。

（４）効果
本実施形態によれば、圧力測定フィルムＷの幅方向の赤色の発色状態を作業員が目視し、その発色状態に基づいて、幅方向に沿って設けられた複数の押圧ロール４２の押圧力を調整して、バックアップロール１８に対する押圧力を幅方向に沿って均一にできる。

変更例

変更例について説明する。

（１）変更例１
上記実施形態では、圧力測定フィルムＷの幅は、バックアップロール１８の幅とほぼ同じ大きさのものを使用したが、バックアップロール１８の幅よりも小さい圧力測定フィルムＷを使用する場合には、その幅の小さい圧力測定フィルムＷを、バックアップロール１８の幅方向に重ならないように、かつ、隙間がないように複数枚並べ、発色状態を観察する。

また、このように複数枚の圧力測定フィルムＷを幅方向に、かつ、隙間がないように並べる方法ではなく、バックアップロール１８の幅よりも小さい１枚の圧力測定フィルムＷを例えば左側より順番にずらして複数回走行させ、１回毎の発色状態を観察して押圧力を調整してもよい。

（２）変更例２
上記実施形態では、プリプレグシートＷを用いたが、これに代えて、２層のフィルムを接着剤で積層する２層シートであってもよく、また、他のシートでもよい。

（３）変更例３
上記実施形態では、プリプレグシートＷを加熱及び押圧するために、フィードロール１６を所定温度に加熱させたが、加熱が必要がない場合にはフィードロール１６は加熱させず常温で使用してもよい。

（４）変更例４
上記実施形態では、押圧シリンダ３６と押圧ロール４２を等間隔に並べたが、これに代えて左右両側よりも中央部に押圧ロッド３８と押圧ロール４２の数を予め増やしてもよい。

この理由はバックアップロール１８で、フィードロール１６を押圧した場合に、ペンディングにより中央部ほど撓むため、左右両側の押圧ロッド３８より中央の押圧ロール４２を増やして、中央部の圧力を強くするためである。

（５）変更例５
上記実施形態では、圧力測定フィルムＷの発色状態を作業員が目視で観察したが、これに代えて、複数の画像センサを有する画像処理装置を設けてもよい。

まず、画像処理装置は、フィードロール１６とバックアップロール１８を通過し、幅方向に沿って発色した圧力測定フィルムＷを、幅方向に沿って所定間隔毎（例えば１０ｃｍ毎）に設けられた各画像センサで撮影する。

次に、画像処理装置は、撮影した複数の画像の発色状態に基づいて、圧力値に対応した数値に変換して出力する。例えば、赤色の場合にはレベル１０、ピンク色の場合にはレベル２などで表す。

次に、作業員が、画像処理装置が出力した幅方向に沿ったレベルに基づいて、複数の押圧シリンダ３６をそれぞれ調整する。

（６）変更例６
変更例５の変更例として、画像処理装置が出力した幅方向に沿ったレベルに基づいて、コンピュータよりなる制御部が、押圧シリンダ３６を自動で調整してもよい。

すなわち、制御部は、低い圧力値を示すレベルに関しては押圧シリンダ３６によって押圧ロール４２の押圧力を上げ、高い圧力値を示すレベルに関しては押圧シリンダ３６によって押圧ロール４２の押圧力を下げる。この場合に、制御部は、押圧シリンダ３６によって押圧ロール４２の押圧力を上げ、その後に圧力測定フィルムＷを再び通過させてレベルを測定し、そのレベルが低い場合には再び押圧力を上げて、フィードバック制御して、公的な基準押圧力を求める。

（７）その他
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・シート製造装置、１６・・・フィードロール、１８・・・バックアップロール、３０・・・支持体、３６・・・押圧シリンダ、４０・・・ロール受け体、４２・・・押圧ロール

Claims

水平に配され、所定の速度で回転するフィードロールと、
前記フィードロールの上に水平に配されたバックアップロールと、
前記バックアップロールの上に配され、前記バックアップロールを下方に押圧する複数の押圧ロールと、
複数の前記押圧ロールを前記バックアップロールにそれぞれ押圧する複数の押圧手段と、
を有したシート製造装置において、
前記フィードロールと前記バックアップロールとの間に、圧力を加えると発色する圧力測定フィルムを挟んで走行させ、
前記圧力測定フィルムの発色が、前記圧力測定フィルムの幅方向に沿って同じ色になるように、複数の前記押圧手段の押圧力をそれぞれ調整する、
シート製造装置の調整方法。
前記圧力測定フィルムの幅は、前記バックアップロールと同じ幅である、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記圧力測定フィルムの幅は、前記バックアップロールの幅より小さく、前記バックアップロールの幅と同じになるとように、複数枚の前記圧力測定フィルムを幅方向に並べて走行させる、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記圧力測定フィルムの幅は、前記バックアップロールの幅より小さく、前記バックアップロールの幅と同じになるように、１枚の前記圧力測定フィルムを前記バックアップロールの幅方向に順番にずらせて複数回走行させる、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
走行させる前記圧力測定フィルムの長さは、少なくとも前記バックアップロールの外周長さと同じである、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
複数の前記押圧手段と前記押圧ロールとは、等間隔に配されている、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
複数の前記押圧手段と前記押圧ロールとは、前記バックアップロールの左右両側より中央の方が多く配されている、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記フィードロールと前記バックアップロールを通過した前記圧力測定フィルムの幅方向の発色状態を撮影する複数の画像センサと、
それぞれの前記画像センサが撮影した画像に基づいて、それぞれの圧力値に対応したレベルを求める画像処理装置と、
をさらに有する請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記画像処理装置が求めた幅方向に沿ったそれぞれの前記レベルに基づいて、前記圧力測定フィルムの幅方向に沿って同じ色になるように、複数の前記押圧手段の前記押圧力をそれぞれ調整する制御部を有する、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記圧力測定フィルムの発色が、前記圧力測定フィルムの幅方向に沿って同じ色になるように、複数の前記押圧手段の押圧力をそれぞれ調整した後に、前記フィードロールと前記バックアップロールとの間にシートを挟んで圧力を加えつつ走行させる、
請求項１に記載のシート製造装置の調整方法。
前記シートは、プリプレグシート、又は２層フィルムである、
請求項９に記載のシート製造装置の調整方法。